设备文件系统剖析与使用.doc

设备文件系统剖析与使用设备文件系统剖析与使用 嵌入式Linux之我行，主要讲述和总结了本人在学习嵌入式linux中的每个步骤。一为总结经验，二希望能给想入门嵌入式Linux的朋友提供方便。如有错误之处，谢请指正。 共享资源，欢迎转载：一、什么是Linux设备文件系统首先我们不看定义，定义总是太抽象很难理解，我们先看现象。当我们往开发板上移植了一个新的文件系统之后（假如各种设备驱动也移植好了），启动开发板，我们用串口工具进入开发板，查看系统/dev目录，往往里面没有或者就只有null、console等几个系统必须的设备文件在这儿外，没有任何设备文件了。那我们移植好的各种设备驱动的设备文件怎么没有啊？如果要使用这些设备，那不是要一个一个的去手动的创建这些设备的设备文件节点，这给我们使用设备带来了极为的不便（在之前篇幅中讲的各种设备驱动的移植都是这样）。设备文件系统就是给我们解决这一问题的关键，他能够在系统设备初始化时动态的在/dev目录下创建好各种设备的设备文件节点（也就是说，系统启动后/dev目录下就有了各种设备的设备文件，直接就可使用了）。除此之外，他还可以在设备卸载后自动的删除/dev下对应的设备文件节点（这对于一些热插拔设备很有用，插上的时候自动创建，拔掉的时候又自动删除）。还有一个好处就是，在我们编写设备驱动的时候，不必再去为设备指定主设备号，在设备注册时用0来动态的获取可用的主设备号，然后在驱动中来实现创建和销毁设备文件（一般在驱动模块加载和卸载函数中来实现）。二、设备文件系统的种类设备文件系统有：devfs、udev、mdev等。mdev是udev的简化版本，是busybox中所带的程序，最适合用在嵌入式系统，而udev一般都用在PC上的Linux中，相对mdev来说要复杂些；devfs是2.4内核引入的，而在2.6内核中却被udev所替代，他们有着共同的优点，只是devfs中存在着一些未修复的bug，作者也停止了对他的维护，最显著的一个区别是：采用devfs时，当一个并不存在的设备节点被打开时，他却还能自动加载对应的驱动，而udev则不能，udev认为当打开并不存在的设备节点时不应该加载对应的驱动模块，因为加载了也没用，浪费系统资源。三、udev或者mdev设备文件系统的使用1. 首先让大家明白一个问题就是，不管是udev还是mdev，他们就是一个应用程序，就跟其他应用程序一样（比如：Boa服务），配置了就可以使用了。为了方便起见，我们就使用busybox自带的一个mdev，这样在配置编译busybox时，只要将mdev的支持选项选上，编译后就包含了mdev设备文件系统的应用（当然你也可以不使用busybox自带的，去下载udev的源码进行编译移植）#cd busybox-1.13.0/#make menuconfigLinux System Utilities -* mdev* Support /etc/mdev.conf* Support subdirs/symlinks* Support regular expressions substitutions when renaming device* Support command execution at device addition/removal2. udev或者mdev需要内核sysfs和tmpfs虚拟文件系统的支持，sysfs为udev提供设备入口和uevent通道，tmpfs为udev设备文件提供存放空间。所以在/etc/fstab配置文件中添加如下内容（红色部分）：# device mount-point type options dump fsck order#-procfs /proc proc defaults 0 0sysfs /sys sysfs defaults 0 0tmpfs /dev/shm tmpfs defaults 0 0usbfs /proc/bus/usb usbfs defaults 0 0ramfs /dev ramfs defaults 0 0none /dev/pts devpts mode=0622 0 03. 在系统初始化配置文件/etc/init.d/rcS中挂载mdev要用到的sysfs文件系统和tmpfs文件系统，然后启动/sbin目录下的mdev应用对系统的设备进行搜索（红色部分）。# Mount virtual filesystem/bin/mount -t proc procfs /proc/bin/mount -n -t sysfs sysfs /sys/bin/mount -n -t usbfs usbfs /proc/bus/usb/bin/mount -t ramfs ramfs /dev# Make dir/bin/mkdir -p /dev/pts/bin/mkdir -p /dev/shm/bin/mkdir -p /var/log/bin/mount -n -t devpts none /dev/pts -o mode=0622/bin/mount -n -t tmpfs tmpfs /dev/shm# Make device nodeecho /sbin/mdev /proc/sys/kernel/hotplug/sbin/mdev -s4. 在设备驱动程序中加上对类设备接口的支持，即在驱动程序加载和卸载函数中实现设备文件的创建与销毁，例如在之前篇幅的按键驱动中添加（红色部分）：#include /设备类用到的头文件static int device_major = DEVICE_MAJOR; /用于保存系统动态生成的主设备号static struct class *button_class; /定义一个类static int _init button_init(void)/注册字符设备，这里定义DEVICE_MAJOR=0，让系统去分配，注册成功后将返回动态分配的主设备号device_major = register_chrdev(DEVICE_MAJOR, DEVICE_NAME, &buttons_fops);if(device_major 0)printk(DEVICE_NAME register faild!n);return device_major;/注册一个设备类，使mdev可以在/dev/目录下建立设备节点button_class = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);if(IS_ERR(button_class)printk(DEVICE_NAME create class faild!n);return -1;/创建一个设备节点，取名为DEVICE_NAME(即my2440_buttons)/注意2.6内核较早版本的函数名是class_device_create，现该为device_createdevice_create(button_class, NULL, MKDEV(device_major, 0), NULL, DEVICE_NAME);return 0;static void _exit button_exit(void)/注销字符设备unregister_chrdev(device_major, DEVICE_NAME);/删除设备节点，注意2.6内核较早版本的函数名是class_device_destroy，现该为device_destroydevice_destroy(button_class, MKDEV(device_major, 0);/注销类class_de